Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования Саратовской области

ГАПОУ СО «Саратовский областной химико-технологический техникум»

Курсовой проект

Техническая эксплуатация оборудования участка токарного цеха

Выполнил:

Буйлов Н.Д., группа ТЭЭ31-Д

специальность 13.02.11

Проверил:

преподаватель Орлов Ф.П.

Саратов 2022

СОДЕРЖАНИЕ

Задание

Введение

1. Расчетно-техническая часть

1.1 Исходные данные

1.2 Расчет электрической нагрузки УТЦ

1.2.1 Расчет средней мощности электропотребителей

1.2.2 Расчет мощности освещения цеха

1.2.3 Расчет полной мощности нагрузки УТЦ

1.3 Выбор источников питания цеховой подстанции

1.3.1 Выбор трансформаторов

1.3.2 Выбор компенсирующих устройств

1.3.3 Проверка выбранных трансформаторов

1.4 Разработка схемы электроснабжения УТЦ

1.5 Расчет токов короткого замыкания

1.5.1 Составление схемы замещения

1.5.2 Расчет сопротивления до точки К1

1.5.3 Расчет сопротивления до точки К2

1.5.4 Расчет сопротивления до точки К3

1.5.5 Расчет токов трехфазного короткого замыкания

1.5.6 Расчет тока однофазного короткого замыкания

1.6 Выбор выключателей

1.6.1 Расчет номинальных токов

1.6.2 Выбор выключателей

1.6.3 Проверка выбранных выключателей

1.7 Выбор проводов и кабелей

1.7.1 Выбор кабеля для внешнего электроснабжения

1.7.2 Выбор сечения кабеля для линий 0,4 кВ

1.7.3 Проверка выбранных линий на потерю напряжения

1.8 Выбор магнитных пускателей

1.9 Расчет молниезащиты УТЦ

1.10 Расчет заземления УТЦ

2. Мероприятия по охране труда и технике безопасности

2.1 Перечень оборудования для тушения пожара

2.2 Требования к противопожарной безопасности

Заключение

Список использованной литературы

Ведомость проекта

ЗАДАНИЕ

токарный цех электроснабжение электроосвещение

Участок токарного цеха (УТЦ) предназначен для производства заготовок выпускаемых деталей. Он является частью цеха металлоизделий машиностроительного завода. УТЦ имеет станочное отделение, где размещены все станки, вспомогательные (склады, инструментальная) и бытовые (раздевалка, комната отдыха) помещения. Транспортные операции выполняются с помощью кран-балок.

Участок получает электроснабжение от цеховой трансформаторной подстанции (ТП) 10/0,4 кВ, расположенной в цехе металлоизделий. Расстояние до ГПП - 3,4 км. В цехе запланирована дополнительная нагрузка Р = 110 кВт; cos? = 0,75; Kи = 0,8. Все электропотребители по непрерывности электроснабжения относятся ко 2 категории. Количество рабочих смен - 2. Грунт районе здания - супесь.

Каркас здания сооружен из блоков-секций длиной 6 и 4 м каждый. Размеры цеха Д x Ш x В = 42 x 24 x 6 м. Все помещения, кроме станочного отделения, двухэтажные высотой 3 м. Перечень электропотребителей участка токарного цеха дан в таблице 18.

Расположение основного электрооборудования показано на плане.

Таблица 1 - Технические характеристики электропотребителей УТЦ

№ на плане	Наименование ЭО	P, кВт
1	2	2
1, 2	Токарно-револьверные многоцелевые станки	8
3, 21, 27	Кран-балка	7,10
4, 5	Токарные станки с ЧПУ	7,50
6, 7, 15, 16	Сверлильно-фрезерные станки	4,20
8	Кондиционер	13,4
9…12	Токарные станки с ЧПУ повышенной точности	10,4
13, 17, 18	Координатно-сверлильные горизонтальные станки	11,2
14	Строгальный станок	18,5
19	Шлифовальный станок	6,4
20	Наждачный станок	2,5
22, 23	Токарные многоцелевые прутково-патронные модули	12
24, 29, 30	Токарные вертикальные полуавтоматы с ЧПУ	36
25, 26, 28	Координатно-сверлильные вертикальные станки	9

Рисунок 1. Генплан участка токарного цеха

ВВЕДЕНИЕ

Электроэнергия окружает нас всюду, не только в быту, но и в промышленности. Электрическую энергию, вырабатываемую на электростанциях, необходимо передать в места ее потребления, прежде всего в крупные промышленные центры страны, которые удалены от мощных электростанций на многие сотни, а иногда и тысячи километров. Но электроэнергию недостаточно передать. Ее необходимо распределить среди разнообразных потребителей - промышленного оборудования, систем освещения и бытовых устройств. И за простым словом «распределить» стоит множество технических вопросов и задач.

При проектировании систем электроснабжения промышленных предприятий на основании технико-экономических расчетов решаются следующие задачи: обоснование номинального напряжения сети, выбор схемы и конфигурации сети, средств компенсации реактивной мощности и их размещения, средств ограничения токов короткого замыкания, сечений проводов, числа и мощности трансформаторов и т.п.

Курсовой проект посвящен проектированию схемы электроснабжения и электроосвещения участка токарного цеха.

1. РАСЧЁТНО-ТЕХНИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

1.1 Исходные данные

1.1.1 Характеристика производственных помещений

Категории взрывопожарной и пожарной опасности помещений устанавливают в соответствии с РМ 484-84, а класс взрывоопасности - по ПУЭ. В помещении должен быть предусмотрен ручной пенный огнетушитель: один на 100 м², но не менее одного на помещение.

По взрывоопасности помещения относятся к категории В-II а В-II а -взрыв только при аварии или только неисправностях. По пожароопасности помещения цеха относятся к категории П-III. П-III - горючие вещества, сырость, токопроводящие контакты, заземленные полы или горючие вещества, пыль, токопроводящие контакты, заземленные полы.

Характеристика помещений по взрывопожарной и пожарной опасности приведена в таблице 1.1.

Таблица 1.1 Категории взрывопожарной и пожарной опасности помещений цеха по ПУЭ

Наименование помещений	Категории	Дополнительные сведения
	Взрывоопасности	Пожароопасности	Электробезопасности
1	2	3	4	5
Склад материалов	В-II	П-II-А	ПО	Соблюдение техники безопасности
Станочное отделение	В-II-A	П-II-А	ПО	Соблюдение техники безопасности
Раздевалка	-	-	ПО	Соблюдение техники безопасности
Инструмент	В-II-A	П-II	ПО	Соблюдение техники безопасности
Склад готовой продукции	В-II	П-II-А	ПО	Соблюдение техники безопасности
Комната отдыха	-	-	ПО	Соблюдение техники безопасности
Мастерская				Соблюдение техники безопасности

1.1.2 Технические характеристики электропотребителей

Двигатели, используемые в участке токарного цеха, считаем асинхронным с КЗ ротором. Технические характеристики электропотребителей приведены в таблице 1.2. Все потребители относят ко 2 категории.

В соответствии с ПЭУ ко второй категории надежности электроснабжения потребителей относят те электроприемники, перерыв в работе которых может привести к значительному снижению отпуска производимых товаров, имеющим место в связи с этим незанятостью персонала, простоем производственного оборудования или же может сказаться на нормальной жизнедеятельности большого количества граждан.

Для второй категории надежности необходимо резервирование источников питания, электроснабжение необходимо осуществлять от двух независимых источников питания.

Таблица 1.2 Технические характеристики электропотребителей УТЦ

Наименование ЭО	P, кВт	?	Ки	cosц	Кт	N
1. Токарно-револьверные многоцелевые станки	8	0,81	0,46	0,62	4,5	2
2. Кран-балка	7,10	0,91	0,19	0,50	4,5	3
3. Токарные станки с ЧПУ	7,50	0,89	0,21	0,67	4,5	2
4. Сверлильно-фрезерные станки	4,20	0,85	0,30	0,63	5	4
5. Кондиционер	13,4	0,88	0,16	0,83	1,2	1
6. Токарные станки с ЧПУ повышенной точности	10,4	0,8	0,11	0,61	4	4
7. Координатно-сверлильные горизонтальные станки	11,2	0,83	0,20	0,69	4	3
8. Строгальный станок	18,5	0,92	0,25	0,64	4	1
9. Шлифовальный станок	6,4	0,82	0,29	0,7	4,5	1
10. Наждачный станок	2,5	0,84	0,14	0,59	5	1
11. Токарные многоцелевые прутковопатронные модули	12	0,86	0,17	0,63	4	2
12. Токарные вертикальные полуавтоматы с ЧПУ	36	0,9	0,39	0,66	4	3
13. Координатно-сверлильные вертикальные станки	9	0,87	0,23	0,51	4,5	3

1.2.1 Расчет электрической нагрузки цеха

1.2.1.1 Расчёт общей мощности электропотребителей

Расчет ведем в табличной форме, поэтому приведем пример расчета одной строки таблицы 1.3.

1.2.1.2 Расчет средней активной мощности электропотребителей

1.2.1.3 Расчет средней реактивной мощности электропотребителей

квар

1.2.2 Расчет мощности освещения цеха

1.2.2.1 Расчет мощности освещения цеха проведем по удельной мощности, которую выберем из [13, c. 148]. Удельная мощность равна Р_У = 14 Вт/м².

Площадь производственного помещения равна:

1.2.2.2 Выбор стандартных осветительных приборов

Для общего освещения выбираем светильники с люминесцентными лампами ДРЛ, P = 250 Вт. Определим количество светильников:

шт.

По полученному значению для обеспечения симметричной нагрузки сети выберем количество светильников, кратное трём. Примем N = 57.

1.2.2.3 Расчет установленной мощности освещения

1.2.2.4 Расчёт реактивной мощности общего освещения

Из справочника [13, с. 148] выберем коэффициент мощности cosц = 0,65 и коэффициент спроса К_С.

K_С = 0,82

1.2.2.5 Выбор аварийного освещения

Аварийное освещение получает питание от отдельных щитков. Лампы аварийного освещения устанавливают в узких проходах, в местах, близких к подвижным частям оборудования, в длинных коридорах, над входом и выходом из здания. В качестве аварийного освещения применяют лампы накаливания Р = 40 Вт, т.к. они обладают высокой надёжностью работы и не требуют пускорегулирующих аппаратов. Для аварийного освещения выберем 12 точек (точки выбираются на плане). В каждой точке установим по три лампы.

Число ламп: N = 12 * 3 = 36 шт.

1.2.2.6 Расчёт активной мощности аварийного освещения

1.2.2.7 Расчёт реактивной мощности

Лампы накаливания являются активной нагрузкой,

cosц = 1, tg? = 0

1.2.2.8 Расчёт установленной активной мощности

1.2.3.1 Расчёт полной мощности нагрузки

Полная мощность определяется активной и реактивной мощностями, потребляемые цехом. Для этого суммируют 7 и 8 столбцы таблицы:



1.2.3.2 Определим групповой средний взвешенный K_И

1.2.3.3 Определим значение дроби

1.2.3.4 Определим количество эффективных потребителей

Примем количество эффективных потребителей равным n_э = 22.

1.2.3.5 Расчетная активная мощность

Расчётный коэффициент взят из [9, 69]

1.2.3.6 Расчетная реактивная мощность

1.2.3.7 Определим полную мощность нагрузки цеха

Таблица 1.3. - Расчет электрической нагрузки
Исходные данные	Расчетные величины		Kp	Расчётные нагрузки
По заданию технологов	Справочные данные	Pс, кВт	Qс, квар				Pp, кВт	Qp, Квар	S, кВА	Ip, А
Наименование ЭП	Кол-во	Pн, кВт	Kи	cosц
		Родн	Робщ
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15
1. Токарно-револьверные многоцелевые станки	2	8,00	19,75	0,46	0,62	9,09	11,50				7,72	9,77
2. Кран-балка	3	7,10	23,41	0,19	0,50	4,45	7,70				3,37	6,54
3. Токарные станки с ЧПУ	2	7,50	16,85	0,21	0,67	3,54	3,92				3,00	3,32
4. Сверлильно-фрезерные станки	4	4,20	19,76	0,30	0,63	5,93	7,31				5,04	6,21
5. Кондиционер	1	13,4	15,23	0,16	0,83	2,44	1,64				2,07	1,39
6. Токарные станки с ЧПУ повышенной точности	4	10,4	52,00	0,11	0,61	5,72	7,43				4,88	6,31
7. Координатно-сверлильные горизонтальные станки	3	11,2	40,48	0,20	0,69	8,10	8,49				6,89	7,26
8. Строгальный станок	1	18,5	20,11	0,25	0,64	5,03	6,04				4,28	6,83
9. Шлифовальный станок	1	6,40	7,80	0,29	0,70	2,26	2,31				2,00	1,96
10. Наждачный станок	1	2,50	2,98	0,14	0,59	0,42	0,57				0,35	0,48
11. Токарные многоцелевые прутково-патронные модули	2	12,00	27,91	0,17	0,63	4,74	5,85				4,03	3,55
12. Токарные вертикальные полуавтоматы с ЧПУ	3	36,00	120,00	0,39	0,66	46,80	53,27				39,78	45,27
13. Координатно-сверлильные вертикальные станки	3	9,00	31,03	0,23	0,51	7,14	12,04				6,07	10,23
14. Резерв	1	110	110	0,80	0,75	88	58,16				74,8	49,43
15. Освещение	1		16,05	0,82	0,65	11,68	13,65				9,93	11,6
Итого	33	36 2,5	523,36	0,39		205,34	199,88		22	0,85	174,21	170,15

1.2.3.8 Определим ток нагрузки

А

1.3 Выбор источников питания

1.3.1 Выбор трансформаторов

С учётом наличия потребителей второй категории по надежности электроснабжения, число силовых трансформаторов примем . Расчетную мощность трансформаторов с учетом резервирования определяем по формуле:

Sр - полная расчётная мощность

Кз - коэффициент загрузки

Для двух трансформаторных подстанций при наличии электроприёмников первой и второй категории Кз = 0,7

По номинальной мощности выбираем трансформатор ТМ-160/10. Его технические данные приведены в таблице 1.4

Таблица 1.4. Технические данные выбранного трансформатора

Тип	, кВА	, кВ	Потери, кВт	Напряжение КЗ, UХ , %	Ток холостого хода Ix%
		ВН	НН	ХХ	КЗ
ТМ-160/10	160	10	0,4	0,51	2,650	4,7	2,4

1.3.2 Выбор компенсирующих устройств

Сравним располагающую реактивную мощность выбранных трансформаторов с потребляемой расчётной реактивной мощностью нагрузки. Мощность трансформатора определяем по формуле:

Компенсирующие устройства выбираем по мощности :

Из справочника [9, с. 79] выберем 2 батареи конденсаторов УКМ-0,4-15-5 на ближайшую большую мощность. Общая мощность 15х2=30 квар.

1.3.3 Проверка выбранных трансформаторов

Проверка фактического коэффициента загрузки трансформатора с учетом компенсации реактивной мощности

Результат вычислений совпадает с заданным , расчёты верны. После компенсации реактивной мощности цех потребляет ток:

1.4 Разработка схемы электроснабжения

Для повышения надежности электроснабжения цеха, для подключения подстанции к сети 10 кВ выберем схему с двумя питающими линиями на
автоматических выключателях QF1-QF5. При аварии эти выключатели локализуют неисправный трансформатор для ремонта.

Потребители цеха относятся к II и III категории надежности электроснабжения. Согласно [ 10, п. 1.2.17 ], для питания электроприемников необходима подстанция с двумя трансформаторами и ручное переключение на резерв. По расчету выберем КТП с трансформаторами ТМ-160/10. Для равномерной загрузки трансформаторов нагрузку разделим равномерно табл. 1.5.

Таблица 1.5 Баланс мощности на шинах 0,4 кВ

Электропотребитель	А1	А2
1. Токарно-револьверные многоцелевые станки	7,72
2. Кран-балка	3,37
3. Токарные станки с ЧПУ	3
4. Сверлильно-фрезерные станки	5,07
5. Кондиционер	2,07
6. Токарные станки с ЧПУ повышенной мощности	4,88
7. Координатно-сверлильные горизонтальные станки	6,89
8. Строгальный станок	4,28
9. Шлифовальный станок	2
10. Наждачный станок	0,35
11. Токарные многоцелевые прутково-патронные модули		4,03
12. Токарные вертикальные полуавтоматы с ЧПУ		39,78
13. Координатно-сверлильные вертикальные станки	6,07
14. Резерв	37,40	37,40
Итого	83,1 51,04%	81,21 48,96%

Питание подстанции осуществляется по кабельным линиям W1 и W2, подключенных к ГПП цеха. Распределение электроэнергии в цехе осуществим от ЗРУ (А1, А2), реализованного на комплектных распределительных пунктах серии ПР11-3090. На территории цеха, для удобной эксплуатации оборудования расположим 13 распределительных пунктов (см. СОХТТ 13.02.11.22.02 Э7). Распределительные пункты А5, А6 предназначены для питания общего и аварийного освещения УТЦ. Остальные РП - для питания оборудования производственных участков. При выходе из строя трансформатора Т1, автоматически отключается выключатель QF3, вручную включается секционный выключатель QF4, и вся нагрузка переходит на трансформатор Т2.

Питание ЭП участка токарного цеха выполним по радиально-магистральной схеме. Это позволит сделать распределительную сеть более надежной и снизить затраты на монтаж и эксплуатацию. Выключатели выполняют функцию защиты электрооборудования распределительной сети. Оперативное управление ЭП осуществим при помощи магнитных пускателей.

Для проверки выключателей выберем три точки, по которым будет проходить самый большой ток короткого замыкания. Для этого определяем потребитель с наибольшей мощностью - в нашем случае это будут токарные вертикальные полуавтоматы с ЧПУ на 36 кВт. Первые две точки оказываются на шинах А2 и А12, третья - на токарном вертикальном полуавтомате с ЧПУ, на схеме имеющем номер 24.

Распределительная сеть УТЦ выполнена при помощи кабельных линий, проложенных открыто на тросовых растяжках и на кронштейнах на стенах цеха. От ЗРУ подстанции до промежуточных распределительных щитов А3-А13 (11 шт.) цеха проложены магистральные линии, а от промежуточных распределительных щитов до станков - радиальные линии. Подключение нагрузки к промежуточным распределительным щитам показано в таблице

Определим ток распределительных щитов по формуле:

; где

Полученная схема соответствует требованиям задания.

1.5 Расчет токов короткого замыкания

Токарные вертикальные полуавтоматы с ЧПУ имеют наибольшую мощность 36 кВт, поэтому ток короткого замыкания в этой точке К3 будет максимальным. При этом условии можно рассчитать наиболее опасный аварийный режим.

Таблица 1.6 Распределение нагрузки по промежуточным распределительным пунктам

Название ЭП	А3	А4	А5	А6	А7	А8	А9	А10	А11	А12	А13
1. Токарно-револьверные многоцелевые станки		7,72
2. Кран-балка		1,12					1,12	1,12
3. Токарные станки с ЧПУ									3
4. Сверлильно-фрезерные станки		2,53					2,53
5. Кондиционер			2,07
6. Токарные станки с ЧПУ повышенной мощности		2,44							2,44
7. Координатно-сверлильные горизонтальные станки							3,44		3,44
8. Строгальный станок			4,28
9. Шлифовальный станок			2,00
10. Наждачный станок			0,35
11. Токарные многоцелевые прутково-патронные модули						4,03
12. Токарные вертикальные полуавтоматы с ЧПУ										39,78
13. Координатно-сверлильные вертикальные станки								6,07
14. Резерв	37,4										37,4
15. Освещение				9,93	1,18
?Р	37,4	13,81	8,70	9,93	1,18	4,03	7,09	7,19	8,88	39,78	37,4
	80,13	29,59	18,64	21,27	2,53	8,63	15,19	15,40	19,03	85,23	80,13

Рис. 1.1 Схема электроснабжения участка цеха

1.5.1 Составление схемы замещения

При расчете токов короткого замыкания для линии 0,4 кВ необходимо учитывать, как активное, так и реактивное сопротивление элементов схемы. При расчете принимаем что питающая сеть не ограничивает ток короткого замыкания. На величину тока короткого замыкания влияет сопротивление тех элементов, по которым он проходит (кабели, выключатели, трансформаторы).

Для расчета составим эквивалентную схему замещения. Схема показана на рисунке 1.2.

Рис. 1.2. Схема замещения сети

Z1 - сопротивление линии W2;

Z2 - переходное сопротивление выключателя QF2;

Z3 - эквивалентное сопротивление трансформатора T2;

Z4 - переходное сопротивление выключателя QF5;

Z5 - переходное сопротивление выключателя QF16;

Z6 - сопротивление линии W13;

Z7 - переходное сопротивление выключателя QF46;

Z8 - сопротивление линии W43;

Z9 - переходное сопротивление магнитного пускателя КМ27.

По току короткого замыкания в точке К1 - проверяем элементы QF1-QF5, в точке К2 - элементы QF6-QF18, в точке К3 - элементы QF19-QF48.

1.5.2 Расчет сопротивления до точки К1

1.5.2.1 Расчет сопротивления Z1

Линии W2 (10 кВ) выполнена кабелем с алюминиевой токопроводящей жилой, сечение которого примем 35 мм². Сопротивление определяем по формуле:

где: - удельное сопротивление для алюминия 29,4

L - длина линии 3,4 км

F - сечение кабеля 35 мм².

Индуктивное сопротивление равно:

где: Х₀ - погонное сопротивление кабеля из [9, с. 91] равно 0,08 Ом/км

x₁=0,083,41000=272 мОм.

Линия W1 работает на высоком напряжении U=10 кВ, поэтому приведем полученные значения к низшему напряжению U_нн=0,38 кВ.



1.5.2.2 Определим сопротивление Z2

Значение переходного сопротивления автоматического выключателя QF2 принимаем по расчетному току 340,09 А из [9, табл. П95] равным
r_к= 0,40 мОм.

1.5.2.3 Расчет сопротивление Z3

По справочным данным выбранный трансформатор ТМ-160/10 имеет следующие технические характеристики:

Р_Х=0,51 кВт, P_К=2,65 кВт, U_К=4,7%, I_Х=2,4%

Сопротивление трансформатора, приведенное к низшему напряжению, определим по формуле:

где U_Н - низшее напряжение равно 380 В;

- напряжение короткого замыкания, 4,7%;

- номинальная мощность трансформатора, 160 кВА;

Определим активное сопротивление трансформатора

Определим реактивное сопротивление трансформатора

1.5.2.4 Определение полного сопротивления до точки К1

1.5.3 Расчет сопротивления до точки К2

1.5.3.1 Расчет переходного сопротивления Z5

Переходное сопротивление выключателей Z5, согласно пункту 1.5.2.2 примем r_к= 0,40 мОм.

1.5.3.2. Определим сопротивление Z6

Длина линии W13 по генплану равна 22 м. Из [9. П11.8] выберем кабель на 85,23 А [таб. 1.6] АВВГ-1 3х50. Сопротивление линии W12 равно:

Индуктивное сопротивление:

1.5.3.3. Определим сопротивление до точки К2

1.5.4 Расчет сопротивления до точки К3

1.5.4.1 Определим сопротивление Z7

Сопротивление автоматического выключателя согласно пункту 1.5.2.2 примем равным мОм.

1.5.4.2 Определим сопротивление Z8

Сечение кабельной линии W43 определим по номинальному току токарных вертикальных полуавтоматов с ЧПУ, по формуле:

Из справочника [9. П11.8] выберем кабель на 105 А, АВВГ 3х50, по генплану длина равна 7,5 м. Активное и реактивное сопротивление линии равно:

Индуктивное сопротивление:

1.5.4.3 Определим сопротивление Z8

Сопротивление магнитного пускателя КМ27 примем мОм.

1.5.4.4 Полное сопротивление цепи до точки КЗ равно:

1.5.5 Определим токи трехфазного короткого замыкания

Для точки К1 ток короткого замыкания равен:

- напряжение равное

Токи КЗ для точек К2 и КЗ определим аналогично и результаты поместим в таб. 1.7.

1.5.5.1 Определим ударные токи короткого замыкания

Ток короткого замыкания состоит из двух частей, первая периодическая часть - синусоидальный ток трехфазного короткого замыкания, и вторая часть экспоненциальная, которая, складываясь с синусоидальным током увеличивает значение тока короткого замыкания. Для нахождения суммарного тока пользуются ударным коэффициентом и полный ток короткого замыкания определяют по формуле:

Ударный коэффициент определяют по индуктивному и активному сопротивлению для каждой точки короткого замыкания из [9, с. 84].

Таблица 1.7 Таблица выбора ударного коэффициента

N	Кт1	КТ2	КТ3
	5,16 кА	4,52 кА	4,24 кА
X/R
Ку	1,18	1,13	1,12
Iу	8,58 кА	6,75 кА	6,26 кА

Для точки КТ1 ударный ток определим по формуле:

Итоги расчетов остальных точек приведены в таблице 1.7.

Полученные токи определяют коммутационную способность автоматических выключателей.

1.5.6 Расчет тока однофазного короткого замыкания

При однофазном коротком замыкании величина тока в точке аварии может быть значительно меньше трехфазного тока короткого замыкания и поэтому выключатели могут не сработать. Для определения тока короткого замыкания пользуются упрощенной формулой:

Z_T/3 - сопротивление трансформатора при однофазном коротком замыкании приведенное к низшему напряжению. Значение сопротивления Z_T/3 выберем из таблицы 1.8

Z_Т/3 = 54 мОм.

Z_П - полное сопротивление петли фаза-нулевой провод

Таблица 1.8 - Значения мощности трансформатора Z_Т/3

Параметр	При мощности трансформатора, кВА
	100	160	250	400	630	1000
ZТ/3, мОм	75,3	54	35	19	14	9

Сопротивление определяют по формуле:

где: и - активное и индуктивное сопротивление линии W43

Согласно пункту (1.5.4.2) , ;

Сопротивление нулевого провода по нормам ПУЭ равно:

Сопротивление дуги и принимаем по 30 мОм;

и - добавочные сопротивления, учитывающие низкоомные обмотки реле и трансформаторов тока примем равными по 10 мОм.

Определим величину тока однофазного короткого замыкания

Ток однофазного короткого замыкания больше трехкратного номинального тока самого мощного электропотребителя

> 3 * > 0,305 кА

Следовательно, при однофазном коротком замыкании защита будет работать надежно.

1.6 Выбор автоматических выключателей

1.6.1 Расчет номинальных токов электропотребителей

Расчет ведем по формуле

Ток потребляемый электропотребителями рассчитаем, значения занесем в таблицу 1.9.

Таблица 1.9 Расчет номинальных токов электропотребителей

Наименование ЭП	, кВт	, кВ	Cos	з	,
1. Токарно-револьверные многоцелевые станки	8,00	0,38	0,62	0,81	24,23
2. Кран-балка	7,10	0,38	0,50	0,91	23,74
3. Токарные станки с ЧПУ	7,50	0,38	0,67	0,89	19,13
4. Сверлильно-фрезерные станки	4,20	0,38	0,63	0,85	11,93
5. Кондиционер	13,40	0,38	0,83	0,88	27,91
6. Токарные станки с ЧПУ повышенной мощности	10,40	0,38	0,61	0,8	32,42
7. Координатно-сверлильные горизонтальные станки	11,20	0,38	0,69	0,83	29,75
8. Строгальный станок	18,50	0,38	0,64	0,92	47,79
9. Шлифовальный станок	6,40	0,38	0,70	0,82	16,96
10. Наждачный станок	2,50	0,38	0,59	0,84	7,67
11. Токарные многоцелевые прутково-патронные модули	12,00	0,38	0,63	0,86	33,69
12. Токарные вертикальные полуавтоматы с ЧПУ	36,00	0,38	0,66	0,9	92,19
13. Координатно-сверлильные вертикальные станки	9,00	0,38	0,51	0,87	30,85
14. Резерв	110	0,38	0,75	1	223,10
15. Аварийное освещение	1,44	0,38	1	1	1,26
16. Освещение	16,05	0,38	0,65	1	37,56

1.6.2 Выбор выключателей

1.6.2.1 Выбор автоматических выключателей QF3-QF5

Расчетный ток равен 340,09 А (из табл. 1.3). Самый мощный потребитель - токарные полуавтоматы с ЧПУ (I_Н = 92,19 А, К_Т = 4,0, К_И =0,39).

Определим ток перегрузки в пусковом режиме работы.

I_п = I_р - I_max K_и + I_max К_т

Ток тепловой уставки выключателя QF3-QF5 равен

Из [9, табл. П10.7] выбираем выключатель на 0,4 кВ, ВА74-40 с номинальным током расцепителя 260 А.

1.6.2.2 Выбор выключателей QF1, QF2

Выключатель QF1 установлен на стороне ВН трансформаторной подстанции, его ток меньше, чем на стороне низшего напряжения, в К_тр раз, где К_тр - коэффициент трансформации. В расчете нужно также учесть потери мощности в трансформаторе.

Определим потери мощности трансформаторах.

Характеристики трансформатора:

Р_Х=0,51 кВт, P_К=2,65 кВт, U_К=4,7%, I_Х=2,4%



Определим полную мощность, потребляемую подстанцией

Определим расчетный ток подстанции

Определим эффективный коэффициент трансформации.

Определяем тепловую уставку и пиковый ток высоковольтного ввода.

Из справочника [9, с. 99] выбираем высоковольтный вакуумный
выключатель ВВТЭ-М-10/12,5/630. Расчетный ток защиты I_зт =16,36 А, поэтому для обеспечения защиты от перегрузки выключатель оснастим дополнительным токовым реле ТРН-20 с номинальным током 20 А. Токовое реле при токе 20 А вызывает отключение высоковольтного выключателя.

1.6.2.3 Выбор выключателей QF7-QF11, QF16, QF17

Расчет ведем по выключателю QF16. Ток перегрузки магистрали W13 при тяжелом режиме работы равен:

I_п = I_р - I_max K_и + I_max К_т

Ток тепловой уставки выключателя определим по формуле:

Из [9, табл. П10.7] выбираем выключатель на 0,4 кВ, ВА57-35 с номинальным током расцепителя 200 А.

1.6.2.4 Выбор выключателей QF46-QF48

Расчет проведем для выключателя QF46 питающего токарные вертикальные полуавтоматы с ЧПУ. Ток выключателя равен 92,19 А (из табл. 1.9). Пусковой ток определим по формуле:

I_п = I_р*К_Т = 92,19*4,0 = 368,76 А

Ток тепловой уставки выключателя определим по формуле:

368,76 /2,5=147,50 А

Из [9, табл. П10.7] выбираем выключатель на 0,4 кВ, ВА57-35 с номинальным током расцепителя 160 А и диапазоном тока тепловой защиты 16; 20; 25; 31,5; 40; 50; 63; 80; 100; 125; 160; 200; 250 А.

1.6.3 Проверка выбранных выключателей

Расчетные токи всех потребителей, их пиковые токи и токи тепловых установок определим аналогично, как в пункте 1.6. Расчетный ток магистральных линий определим из таблицы табл. 1.6. Результаты занесем в таблицу 1.10.

1.6.3.1 Определим ток электромагнитной уставки выключателя QF46

Расчет проведем по формуле:

- коэффициент электромагнитной защиты из [9. П10.6].

1.6.3.2 Расчет коэффициента чувствительности

Расчет по току КЗ третьей точки короткого замыкания

Расчет для высоковольтных линий

Таблица 1.10 Выбор защит отходящих линий

Обозначение на схеме	Расчетные параметры	Параметры защиты	Расчет	Тип выключателя
	Iн	Iп	Iзт	Iнзт	Кэ	Iзэ	ПКС, кА	Кч
QF1, QF2	13,64	24,93	16,36	20	5	0,10	10	2,93	ВВТЭ-М-10/12,5/630
QF3-QF5	170,04	502,85	201,14	200	5	1,00	40	5,16	ВА57-35
QF6	80,13	96,16	96,16	100	10	1,00	40	4,52	ВА57-35
QF7	15,19	128,24	51,30	63	10	0,63	30	7,17	ВА57-35
QF8	29,59	155,70	62,28	63	8	0,50	30	8,97	ВА57-35
QF9	19,03	147,13	58,85	63	8	0,50	30	8,97	ВА57-35
QF10	18,64	197,85	79,14	80	5	0,40	30	11,30	ВА57-35
QF11	15,19	145,14	58,06	63	10	0,63	30	7,17	ВА57-35
QF12	10,63	12,76	12,76	16	5	0,08	10	56,50	ВА57-35
QF13	1,26	1,51	1,51	1,6	6	0,01	12	470,83	ВА13-29
QF14	10,63	12,76	12,76	16	5	0,08	10	56,50	ВА57-35
QF15	1,26	1,51	1,51	1,6	6	0,01	12	470,83	ВА13-29
QF16	85,23	418,04	167,21	200	5	1,00	40	4,52	ВА57-35
QF17	8,63	137,66	55,07	63	8	0,50	30	8,97	ВА57-35
QF18	80,13	96,16	96,16	100	10	1,00	40	4,52	ВА57-35
QF19, QF20	24,23	109,04	43,61	50	5	0,25	30	16,96	ВА57-35
QF21	23,74	106,83	42,73	50	10	0,50	30	8,48	ВА57-35
QF22, QF23	32,42	129,68	51,87	63	10	0,63	30	6,73	ВА57-35
QF24, QF25	11,93	59,65	23,86	25	5	0,13	10	33,92	ВА57-35
QF26	27,91	33,49	33,49	40	8	0,32	30	13,25	ВА57-35
QF27	47,79	191,16	76,46	80	10	0,80	30	5,30	ВА57-35
QF28	16,96	76,32	30,53	40	5	0,20	30	21,20	ВА57-35
QF29	7,67	38,35	15,34	16	5	0,08	10	53,00	ВА57-35
QF30-QF31	33,69	134,76	53,90	63	5	0,32	30	13,46	ВА57-35
QF32, QF33	11,93	59,65	23,86	25	8	0,20	10	21,20	ВА57-35
QF34	29,75	119,00	47,60	50	10	0,50	30	8,48	ВА57-35
QF35	23,74	106,83	42,73	50	5	0,25	30	16,96	ВА57-35
QF36, QF37	30,85	138,83	55,53	63	10	0,63	30	6,73	ВА57-35
QF38	23,74	106,83	42,73	50	8	0,40	30	10,60	ВА57-35
QF39	30,85	138,83	55,53	63	8	0,50	30	8,41	ВА57-35
QF40, QF41	19,13	86,09	34,43	40	5	0,20	30	21,20	ВА57-35
QF42,QF43	32,42	129,68	51,87	63	10	0,63	30	6,73	ВА57-35
QF44,QF45	29,75	119,00	47,60	50	8	0,40	30	10,60	ВА57-35
QF46-QF48	92,19	368,76	47,50	160	5	0,80	40	5,30	ВА57-35

ПКС выбираем из справочника [9. П10.6] и заносим в таблицу 1.10.

Проверку остальных выключателей проведем аналогично и результаты поместим в таб. 1.10.

1.6.3.3 Выбор предохранителей FU1, FU2

Номинальный ток батареи конденсаторов УКМ-0,4-15-5 определим по формуле:

Ток перегрузки батареи конденсаторов определим по формуле:

Из [9, с. 101] выберем предохранители типа ПН2-60 с током плавкой вставки 32 А. Климатическое исполнение УХЛ3 (по ГОСТ 15150), степень защиты IP00 (по ГОСТ 14255), отключающая способность 10 кА.

Согласно таблице 1.10, предельная коммутационная способность всех выбранных выключателей больше расчетного тока короткого замыкания. Значение коэффициента чувствительности всех выключателей, кроме QF1, QF2 больше 3, следовательно защита будет работать надежно. Выключатели QF1, QF2 требуют установки дополнительной защиты, например, дифференциальной токовой защиты.

1.7 Выбор проводов и кабелей

1.7.1 Выбор кабеля для внешнего электроснабжения

Линию W1 и W2 выполним кабелем, т.к. он не требует отчуждения производственной площади, а также не требует больших капиталовложений на обслуживание. Выберем трехфазный бронированный кабель марки АСБ с алюминиевой токопроводящей жилой. Сечение кабеля выбираем по экономической плотности тока, которая из [9, П11.9] равна j_Э = 1,6 А/мм².

Расчет сечения токопроводящей жилы ведем по току тепловой уставки защиты высоковольтной линии, который равен I_НЗТ = 20 А (табл. 1.10):

Из справочника [9, с. 108] выберем кабель для напряжения 10 кВ сечением 50 мм², с допустимым током 159 А.

Проверку выбранного кабеля по условию нагрева, проводим по коэффициенту защиты. Коэффициент защиты определяется по формуле:

где: - допустимый ток выбранного кабеля;

- номинальный ток защиты линии 159 А.

Выбранный кабель АСБ-10 3х50 соответствует заданному условию безопасной эксплуатации.

1.7.2 Выбор шинопровода 0,4 кВ

Для распределительной внутренней сети 0,4 кВ шинопровод выбирают по допустимому току. В линии W13, питающей токарные вертикальные полуавтоматы с ЧПУ, тепловая уставка I_НЗТ = 200 А, из справочника [9. c. 104] выберем шинопровод ШРА4-250-32 1У3 на 250 А

1.7.3 Выбор сечения кабеля для линий 0,4 кВ

В линии W14, питающей токарные многоцелевые прутково-патронные модули, тепловая уставка I_НЗТ = 63 А, из справочника [9. c. 104] выберем кабель АВВГ-1 3x25+1х10 на 65 А

Выбор остальных линий электропередач выполним аналогично и занесем в таблицу 1.11.

Таблица 1.11 Выбор кабелей и шинопроводов

Обознач. на схеме	IН	Iнзт	Iдоп	Kзащ	Марка кабеля
W1, W2	13,64	20	159	0,13	АСБ-10 3х50
W3	80,13	100	105	0,95	АВВГ-1 3x50+1х25
W4	15,19	63	65	0,97	АВВГ-1 3x25+1х10
W5	29,59	63	65	0,97	АВВГ-1 3x25+1х10
W6	19,03	63	65	0,97	АВВГ-1 3x25+1х10
W7	18,64	80	105	0,76	АВВГ-1 3x50+1х25
W8	15,19	63	65	0,97	АВВГ-1 3x25+1х10
W9	10,63	16	26	0,62	АВВГ-1 3x6+1х2,5
W10	1,26	1,6	26	0,06	АВВГ-1 3x6+1х2,5
W11	10,63	16	26	0,62	АВВГ-1 3x6+1х2,5
W12	1,26	1,6	26	0,06	АВВГ-1 3x6+1х2,5
W13	85,23	200	250	0,80	ШРА4-250-32 1У3
W14	8,63	63	65	0,97	АВВГ-1 3x25+1х10
W15	80,13	100	105	0,95	АВВГ-1 3x50+1х25
W16, W17	24,23	50	55	0,91	АВВГ-1 3x16+1х8
W18	23,74	50	55	0,91	АВВГ-1 3x16+1х8
W19, W20	32,42	63	65	0,97	АВВГ-1 3x25+1х10
W21, W22	11,93	25	26	0,96	АВВГ-1 3x6+1х2,5
W23	27,91	40	55	0,73	АВВГ-1 3x16+1х8
W24	47,79	80	105	0,76	АВВГ-1 3x50+1х25
W25	16,96	40	55	0,73	АВВГ-1 3x16+1х8
W26	7,67	16	26	0,62	АВВГ-1 3x6+1х2,5
W27,W28	33,69	63	65	0,97	АВВГ-1 3x25+1х10
W29, W30	11,93	25	26	0,96	АВВГ-1 3x6+1х2,5
W31	29,75	50	55	0,91	АВВГ-1 3x16+1х8
W32	23,74	50	55	0,91	АВВГ-1 3x16+1х8
W33, W34	30,85	63	65	0,97	АВВГ-1 3x25+1х10
W35	23,74	50	55	0,91	АВВГ-1 3x16+1х8
W36	30,85	63	65	0,97	АВВГ-1 3x25+1х10
W37, W38	19,13	40	55	0,73	АВВГ-1 3x16+1х8
W39,W40	32,42	63	65	0,97	АВВГ-1 3x25+1х10
W41,W42	29,75	50	55	0,91	АВВГ-1 3x16+1х8
W43-W44	92,19	160	165	0,97	АВВГ-1 3x95+1х50

Все выбранные линии соответствуют условию селективности тепловой
защиты (К_ЗАЩ?1).

1.7.4 Проверка выбранных линий на потерю напряжения

Индуктивное сопротивление кабельной линии W1, W2, определим по формуле:

где: L - длина линии (по заданию 3,4 км);

Х₀ - погонное сопротивление кабельной линии (0,08 Ом/км).

Активное сопротивление кабельной линии определим по формуле

где: удельное сопротивление для алюминия 29,4

F - сечение кабеля (табл. 1.11).

Полное сопротивление кабельной линии определим по формуле:

Потерю напряжения определим по формуле:

Таблица 1.12 Проверка кабельных линий по потере напряжения

Обозн.	Тип кабеля	L, км	х, Ом	r, Ом	ZЛ, Ом	I, А	Ки	ДU, В	ДU, %	ДP,кВт
W1, W2	АСБ-10 3х50	3,4	0,2720	1,999	2,018	13,64	1	47,610	0,48	1,1261
W3	АВВГ-1 3x50+1х25	0,044	0,0035	0,026	0,026	80,13	0,8	3,620	0,95	0,4024
W4	АВВГ-1 3x25+1х10	0,057	0,0046	0,067	0,067	15,19	1	1,766	0,47	0,0465
W5	АВВГ-1 3x25+1х10	0,034	0,0027	0,040	0,040	29,59	1	2,052	0,54	0,1053
W6	АВВГ-1 3x25+1х10	0,016	0,0013	0,019	0,019	19,03	1	0,621	0,16	0,0205
W7	АВВГ-1 3x50+1х25	0,034	0,0027	0,020	0,020	18,64	1	0,651	0,17	0,0210
W8	АВВГ-1 3x25+1х10	0,047	0,0038	0,055	0,055	15,19	1	1,456	0,38	0,0383
W9	АВВГ-1 3x6+1х2,5	0,049	0,0039	0,240	0,240	10,63	0,83	4,416	1,16	0,0676
W10	АВВГ-1 3x6+1х2,5	0,048	0,0038	0,235	0,235	1,26	0,83	0,513	0,14	0,0009
W11	АВВГ-1 3x6+1х2,5	0,049	0,0039	0,240	0,240	10,63	0,83	4,416	1,16	0,0676
W12	АВВГ-1 3x6+1х2,5	0,048	0,0038	0,235	0,235	1,26	0,83	0,513	0,14	0,0009
W13	ШРА4-250-32 1У3	0,023	0,0018	0,004	0,004	85,23	1	0,631	0,17	0,0933
W14	АВВГ-1 3x25+1х10	0,036	0,0029	0,042	0,042	8,63	1	0,634	0,17	0,0095
W15	АВВГ-1 3x50+1х25	0,044	0,0035	0,026	0,026	80,13	0,8	3,620	0,95	0,4024
W16, W17	АВВГ-1 3x16+1х8	0,004	0,0003	0,007	0,007	24,23	0,46	0,308	0,62	0,0060
W18	АВВГ-1 3x16+1х8	0,008	0,0006	0,015	0,015	23,74	0,19	0,604	0,62	0,0047
W19, W20	АВВГ-1 3x25+1х10	0,007	0,0006	0,008	0,008	32,42	0,11	0,463	0,62	0,0029
W21, W22	АВВГ-1 3x6+1х2,5	0,012	0,0010	0,059	0,059	11,93	0,3	1,214	0,62	0,0075
W23	АВВГ-1 3x16+1х8	0,008	0,0006	0,015	0,015	27,91	0,16	0,710	0,25	0,0055
W24	АВВГ-1 3x50+1х25	0,002	0,0002	0,001	0,001	47,79	0,25	0,098	0,25	0,0020
W25	АВВГ-1 3x16+1х8	0,001	0,0001	0,002	0,002	16,96	0,29	0,054	0,25	0,0005
W26	АВВГ-1 3x6+1х2,5	0,005	0,0004	0,025	0,025	7,67	0,14	0,325	0,25	0,0006
W27,W28	АВВГ-1 3x25+1х10	0,029	0,0023	0,034	0,034	33,69	0,17	1,992	0,25	0,0198
W29, W30	АВВГ-1 3x6+1х2,5	0,005	0,0004	0,025	0,025	11,93	0,3	0,506	0,55	0,0031
W31	АВВГ-1 3x16+1х8	0,006	0,0005	0,011	0,011	29,75	0,2	0,568	0,55	0,0059
W32	АВВГ-1 3x16+1х8	0,018	0,0014	0,033	0,033	23,74	0,19	1,360	0,55	0,0106
W33, W34	АВВГ-1 3x25+1х10	0,01	0,0008	0,012	0,012	30,85	0,23	0,629	0,25	0,0077
W35	АВВГ-1 3x16+1х8	0,003	0,0002	0,006	0,006	23,74	0,19	0,227	0,25	0,0018
W36	АВВГ-1 3x25+1х10	0,002	0,0002	0,002	0,002	30,85	0,23	0,126	0,25	0,0015
W37, W38	АВВГ-1 3x16+1х8	0,005	0,0004	0,009	0,009	19,13	0,21	0,304	0,46	0,0021
W39,W40	АВВГ-1 3x25+1х10	0,008	0,0006	0,009	0,009	32,42	0,11	0,529	0,46	0,0033
W41,W42	АВВГ-1 3x16+1х8	0,012	0,0010	0,022	0,022	29,75	0,2	1,136	0,46	0,0117
W43-W44	АВВГ-1 3x95+1х50	0,005	0,0004	0,002	0,002	92,19	0,39	0,255	0,25	0,0159

Согласно ПУЭ отклонение напряжения допускается не более ±5% для потребителей и ±2,5% для освещения.

кВт

Согласно таблице 1.12 максимальная потеря напряжения 0,95% меньше 5% (находится на линии W15). Для системы освещения потеря напряжения равна 1,16%, что не превышает допустимой нормы 2,5%. Все кабельные линии прошли проверку на потерю напряжения.

1.8 Выбор магнитных пускателей

Для оперативного управления технологическим оборудованием выберем магнитные пускатели (ПМЛ) с защитой IP 20. Выбор проводится по условию: U_H>U_P I_H>I_P. Магнитный пускатель выбираем из [9, с. 112].

Таблица 1.13 Выбор магнитных пускателей

Обозначение на схеме	Uр	IР	Uн	IН	Тип магнитного пускателя
КМ1, КМ2	0,38	24,23	0,38	25	ПМЛ-2160М
КМ3	0,38	23,74	0,38	25	ПМЛ-2160М
КМ4, КМ5	0,38	32,42	0,38	40	ПМЛ-3160ДМ
КМ6, КМ7	0,38	11,93	0,38	16	ПМЛ-1160ДМ
КМ8	0,38	47,79	0,38	63	ПМЛ-4160М
КМ9	0,38	16,96	0,38	25	ПМЛ-2160М
КМ10	0,38	7,67	0,38	10	ПМЛ-1600М
КМ11, КМ12	0,38	33,69	0,38	40	ПМЛ-3160ДМ
КМ13, КМ14	0,38	11,93	0,38	16	ПМЛ-1160ДМ
КМ15	0,38	29,75	0,38	40	ПМЛ-3160ДМ
КМ16	0,38	23,74	0,38	25	ПМЛ-2160М
КМ17, КМ18	0,38	30,85	0,38	40	ПМЛ-3160ДМ
КМ19	0,38	23,74	0,38	25	ПМЛ-2160М
КМ20	0,38	30,85	0,38	40	ПМЛ-3160ДМ
КМ21, КМ22	0,38	19,13	0,38	25	ПМЛ-2160М
КМ23, КМ24	0,38	32,42	0,38	40	ПМЛ-3160ДМ
КМ25, КМ26	0,38	29,75	0,38	40	ПМЛ-3160ДМ
КМ27-КМ29	0,38	92,19	0,38	125	ПМЛ-5160М

Магнитные пускатели проходят по номинальному току, так как расчетный ток меньше номинального.

1.9 Расчет молниезащиты УТЦ

Из методики [12, с. 57] выберем вероятность защиты Р_(N)=0,98. Комплекс молниезащиты включает в себя молниеприемник, токоотводы и система заземление. Молниеприемники состоят из прямо стоящих стержней, натянутых тросов и сеток. Для крупногабаритного УТЦ (42 х 24 х 6 м) - выберем двойной тросовый молниеотвод (рис. 1.3).

Рис. 1.3. Схема молниеотвода цеха УТЦ

Этот молниеприемник характеризуется следующими параметрами:

L - расстояние между стойками молниеотводов;

L_С - расстояние до точки защиты с минимальной высотой;

h_С - минимальная высота зоны защиты;

h_Х - высота защищаемого объекта;

h₀ - максимальная высота зоны защиты;

h - высота стойки молниеприемника;

R_Х - радиус зоны защиты на уровне защищаемого объекта;

R₀ - радиус защиты на уровне земли.

Формулы, по которым проводят расчет возьмем из [12], их выбираем с учетом надежности защиты P_з =0,98.

1.9.1 Исходные данные для расчета

Примем исходные данные для расчетов, они включают в себя:

- тип молниеотвода двойной тросовый;

- вероятность защиты P_з не менее 0,98;

- расстояние между тросами L= 18 м;

- высота стойки молниеотвода h= 12 м;

- высота УТЦ h_х = 6 м.

1.9.2 Определим высоту конуса защиты

0,8*h = 0,8*12 = 9,6 м

1.9.3 Определим радиус зоны защиты на земле

0,95*h = 0,95*12 = 11,4 м

1.9.4 Определим радиус зоны защиты на уровне 10 метров

1.9.5 Определим минимальную высоту и ширину зоны защиты

L_C = L/2 = 18 / 2 = 9 м

В точке минимальной высоты зоны защиты h_с запас по высоте составляет Дh = 1,9 м, а по ширине по 1,27 м с каждой стороны корпуса УТЦ. Это свидетельствует о надежной защите УТЦ от прямого попадания молнии.
Токоотводом служит металлическая стойка молниеотвода, высотой 3 м из стального стержня диаметром 24 мм.

Трос для молниеотводов выполнен из стальной оцинкованной проволоки. По условию механической прочности выберем сечением 25 мм².

1.10 Расчет заземления УТЦ

Для высокой надежности выполним заземляющее устройство из искусственных заземлителей. Контур заземления смонтируем из стальных труб длиной 2,5 м, диаметром 50 мм, которые забиваем в землю. Для стабильного сопротивления заземлителей оголовки труб заглубим ниже уровня промерзания грунта (для широты Саратова - 125 см). Вершины заземлителей сваркой соединим со стойкой молниеотвода. Грунт в районе УТЦ - супесь.

1.10.1 Определим сопротивление одного заземлителя

с - удельное сопротивление почвы (по заданию - супесь), которое выбирают из таблицы 1.14.

Таблица 1.14 Удельное сопротивление грунта

Вид грунта	Диапазон значений	Типовое значение
Песок	400-1000	700
Супесок	150-400	300
Суглинок	40-150	100
Глина	8-70	40
Садовая земля	40	40
Чернозем	10-50	20

1.10.2 Определим ориентировочное число заземлителей

R_Т - требуемое сопротивление заземления, не менее 4 Ом.

1.10.3 Определим число заземлителей с учетом коэффициента экранирования электродов, который выбирают из [12].

Примем количество заземлителей равным 52 шт.

Рис. 1.4. Схема установки вертикальных заземлителей

1.10.4 Определим длину металлической шины

Примем отношение расстояния между электродами к длине равное 2.

Длина контура заземлителя равна:

Определим периметр здания.



Каждая сторона периметра увеличена на 1 м (по 1 м отступа с каждой стороны до электрода заземлителя).

Периметр здания меньше длины шины заземлителя, поэтому расстояние между электродами будет меньше расчетного, и коэффициент экранирования соединительной полосы примем ?_П = 0,28 [12].

1.10.5 Определим сопротивление растеканию электрического тока

1.10.6 Определим сопротивление всего заземляющего устройства

Расчет проведем по формуле:

Полученное сопротивление заземления меньше нормы (4 Ом).

2. МЕРОПРИЯТИЯ ПО ОХРАНЕ ТРУДА И ТЕХНИКе БЕЗОПАСНОСТИ

2.1 Перечень оборудования для тушения пожара

Перечень пожарного оборудования состоит из автомобилей, установок, инструментов и ряда других устройств, принимающих непосредственное участие в пожаротушении. Учитывать следует и автоматические системы тушения пожаров. Отличия заключаются в разновидностях используемого состава (вещества), который будет подбираться в зависимости от класса и степени бедствия. К таким следует отнести: газы и их соединения; диоксид углерода; фреон; азот; водяной пар; песок; пену; воду.

Исходя из принципов размещения, средства пожаротушения могут делиться на стационарные, полустационарные и мобильные. Функционировать они могут как в автоматическом, так и в ручном режиме. К первичным же средствам тушения пожаров относят огнетушители.

Стационарные установки применяются для ликвидации пожаров, которые находятся еще на начальных стадиях возникновения, при этом участие людей будет необязательным. Подобные установки находятся практически в любых зданиях и сооружениях. Подразделяются они на несколько подвидов, такие как порошковые, газовые, пенные и водяные. Последние два типа установок представлены в виде разветвленных систем трубопроводов с небольшими отверстиями. От используемых головок будет зависеть тип установки - дренчерные или спринклерные. Дистанционный пуск может быть как ручным, так и автоматическим. Для быстрой ликвидации аварии принято использовать автоматические установки.

Пенные установки используются для осуществления воздействия на легковоспламеняющиеся жидкости. Применяются для защиты сооружений и зданий и хранящейся в них технической аппаратуры. Такого рода установки должны содержать в себе ряд веществ, которые будут храниться в специальных резервуарах, разработанных для их хранения. Их показатели будут зависеть от характеристик используемого вещества. Выбранные источники водоснабжения также будут играть немаловажную роль.

Водяные установки используются в помещениях, где уровень опасности находится на высоком уровне. Принцип их функционирования заключается в том, что используемые дозаторы и насосы крайне необходимы для осуществления орошения посредством воды. Таким образом очаг возгорания локализируется.

Газовые установки используются при тушении очагов возгорания, а в используемых резервуарах осуществляется хранение специального состава на основе газа (аргон, азот, хладон). Распределительные устройства позволяют существенно сократить расход и применять его на больших площадях.

Основные функции:

1. создавать определенный объем используемого газа, которого должно хватить для осуществления пожаротушения;

2. газ будет задерживаться до окончания эвакуации персонала из выбранного помещения;

3. своевременное обнаружение очага возгорания и срабатывание сигнализации, которой оснащена система.

Порошковые применяются для локализации очагов возгорания, во избежание его распространения по всей территории помещения. При сравнении с перечисленными выше разновидностями, не могут применяться для тушения пожаров, которые непосредственно связанны с химическими и горючими элементами. И даже они не могут гарантировать прекращения горения.

Аэрозольные установки принято использовать на предприятиях, на которых шанс возгорания химических веществ приравнивается к нулю. При низком показателе герметичности помещения также использоваться не может. Для тушения опилок, хлопка и других похожих материалов также использоваться не может. Тушение порошковых и пирофорных материалов невозможно. Не могут применяться для обустройства комнат, в которых в течение дня бывает более полусотни человек.

Мобильные устройства пожаротушения

К этой категории относятся все без исключения транспортные средства, которые используются для осуществления пожаротушения, которые могут применяться как личным составом, так и добровольными содружествами.

К ним следует отнести в первую очередь:

1. мобильные мотопомпы;

2. автоцистерны, тягачи, трактора, танки и другая целевая мобильная техника;

3. пожарные суда и поезда;

4. самолеты, вертолеты и иная специализированная авиатехника;

5. пожарные автомобили всех типов.

Их необходимость обусловлена осуществлением быстрой доставки определенного объема тушащего вещества непосредственно на место бедствия, где уже находится спасательные и пожарные подразделения, оснащенные насосно-рукавным оборудованием, ручными и механизированными инструментами для осуществления разведки и ликвидации последствий очагов возгорания. Для эвакуации людей также применяются. При использовании мобильных приспособлений для осуществления забора необходимого объема тушащего вещества, могут дополнительно применяться пирсы, резервуары, пожарные водоемы на промышленных предприятиях и населенных пунктах.

Первичные средства для осуществления тушения пожаров:

К оборудованию подобного типа необходимо отнести:

1. Генераторы аэрозоля переносного типа.

2. Противопожарные кошмы и специальные покрывала. Также сюда можно включить и стойки для монтажа защитных экранов.

3. Огромное множество различного пожарного инвентаря. К нему относят коврики, диэлектрические боты, специальные ножницы, кабели электрические, ящики для хранения песка, крюки, оснащенные деревянными ручками, штыковые и совковые лопаты, багры, ломы, вилы, емкости для хранения и перемещения воды, ведра.

4. Пожарные краны, которые размещаются на внутренних стояках водопроводов оснащенных комплектами из ручных стволов и рукавов.

5. Передвижные и переносные агрегаты для пожаротушения. Это относится к ранцевым, хладоновым, углекислотным, воздушно-эмульсионным, порошковым, воздушно-пенным и водным огнетушителям.

Перечисленные виды противопожарного оборудования относятся к категории первичных средств пожаротушения, которые могут применяться сотрудниками охраняемых учреждений и работниками предприятий, которые прошли специальный инструктаж и обучение. Также подобные агрегаты используются и сотрудниками специализированных (пожарных) подразделений, которые применяют их для ликвидации пожаров и предварительной разведки.

2.2 Требования к противопожарной безопасности

Инструктаж по пожарной безопасности

Всем работникам надо объяснять, как себя вести, чтобы не случился пожар, что делать и куда бежать, если он вдруг возник. Работодатель должен не просто рассказать об этом, а периодически напоминать и проверять, кто как запомнил алгоритм действий.

Инструктаж проводят в соответствии с разработанными в организации программами.

Вводный инструктаж проводят со всеми новыми, прикомандированными, сезонными работниками. Противопожарные правила рассказывают студентам-практикантам, ремонтникам, нанятым по гражданскому договору, и другим людям по решению руководителя.

Первичный инструктаж должны прослушать новые работники на рабочем месте. Во время инструктажа они должны отработать умение пользоваться огнетушителем и другими средствами тушения, показать физически, что они будут делать во время пожара.

Повторный инструктаж проводят для всех работников организации. Обычно его делают раз в год, в пожароопасных производствах чаще.

Внеплановый инструктаж должен быть, если, например, в организации обновили оборудование, было ЧП или в других организациях с аналогичным производством произошел пожар.

Целевой инструктаж нужен при проведении разовой пожароопасной работы. В нем напоминают о безопасных действиях и предостерегают от опасных.

Каждый инструктаж регистрируют в специальном журнале учета инструктажей, где работники расписываются лично.

Оборудование первичными средствами тушения

Первичные средства тушения - это огнетушители, пожарные краны,
пожарный инвентарь, покрывала для изоляции очага возгорания (кошма). Их используют, когда пожар только начался или очаг возгорания небольшой.

До сентября 2017 года в противопожарных правилах была табличка с рекомендациями, сколько ставить огнетушителей в зависимости от площади объекта.

Позже правило изменили - огнетушители теперь нужно выбирать в зависимости от огнетушащей способности (ранга тушения модельного очага), категорий помещений по пожарной и взрывопожарной опасности, а также класса пожара (п. 465 Противопожарных правил).

Пожарные щиты устанавливают в двух случаях:

внутри здания нет противопожарного водопровода или автоматической системы пожаротушения,

снаружи здания нет гидрантов или противопожарных резервуаров, либо они находятся дальше 100 м от него.

Сколько должно быть пожарных щитов и чем они должны быть укомплектованы указано в приложениях 5, 6 к Противопожарным правилам.

Установка противопожарной системы

Противопожарная система - это пожарная сигнализация (АУПС) или установка пожаротушения (АУПТ).

Когда нужен АУПС, а когда АУПТ указано в Перечне, утв. Приказом МЧС РФ от 18.06.2003 № 315. Например, если торговый зал находится на цокольном этаже и его площадь менее 200 кв. м., то нужно установить АУПС.

Проверка пожарной безопасности предприятия

Время от времени руководитель организации или назначенное им лицо должен проверять, как на предприятии работает система охраны труда -- исправны ли датчики, не просрочены ли средства тушения, все ли документы оформлены.

Согласно противопожарным правилам:

1. На предприятии должна быть утверждена инструкция о мерах пожарной безопасности, инструкция о действиях персонала по эвакуации людей при пожаре (если в организации бывает много посетителей).

2. Нужно заделывать отверстия и зазоры в местах пересечения противопожарных преград.

3. Раз в 5 лет нужно проверять пожарные лестницы.

4. Перед началом работы, дискотеки руководитель должен проверить помещение на соблюдение мер пожарной безопасности, назначить дежурного, который будет контролировать безопасность.

5. Новогоднюю елку нужно ставить так, чтобы от ее макушки до потолка и ветви до стены было расстояние не менее 1 м.

6. Если в здании находится 50 человек и больше, то руководитель должен обеспечить наличие электрических фонариков. Это место нужно указать в плане эвакуации.

7. Ковровые дорожки следует прикрепить к полу.